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利达消防|高层建筑火灾人员疏散方式及策略

发布时间:2020/05/20 丨 文章来源:www.zhimiaoxiaofang.com | 作者:利达消防丨 浏览次数:

 引言

近年来,随着高层建筑数量的增多,我国的高层建筑火灾数量也呈逐年上升趋势。高层建筑一旦发生火灾,往往伴随着大量人员伤亡和重大财产损失。对于高层建筑火灾扑救,研究其火灾特点是前提,研究其火灾下人员疏散策略更是灭火救援行动的重中之重。

 

 

1.高层建筑火灾现状

鉴于我国土地资源有限、人口众多的国情,高层建筑已然成为我国建筑发展的主要方向。近些年来,一座座高层建筑拔地而起,在城市内越来越密集。随着高层建筑呈现出数量越来越多,高度越来越高,结构越来越复杂,功能越来越多样化的趋势,扑救高层建筑火灾就成为了消防队伍必须要面临的考验。据不完全统计,全国现有高层建筑34.7万幢,百米以上超高层近6000幢,数量均居世界第一。其中,重庆有1.9万幢,北京2万多幢,上海达到3万幢。以笔者所在甘肃省会兰州市为例,兰州市现有高层建筑1804栋,其中50至100米的有598栋,100米以上的超高层建筑有66栋,最高建筑313米。
近十年来,全国共发生高层建筑火灾约3万余起,共计死亡474人,直接财产损失近16亿元。其中,特别重大火灾3起、重大火灾4起、较大火灾24起,形势严峻。高层建筑火灾往往会造成大量的人员伤亡和严重的经济损失,并产生恶劣的社会影响。例如发生在2017年6月14日的伦敦北肯辛顿区的公寓大楼火灾,起火建筑为一座24层的公寓楼,起火部位位于建筑的2至4层,火灾发生后不久,大火就迅速蔓延到整栋建筑。伦敦消防局于0时54分接到报警,先后调集45辆消防车和200余名消防员到场扑救,直到11时30分明火才被扑灭,而此次火灾也造成79人死亡。类似英国伦敦“6·14”高层建筑火灾在我国也时有发生。表1是近十年来我国高层建筑火灾的典型案例。表1  近十年我国高层建筑火灾典型案例

 

2.我国高层建筑火灾事故的主要特点
高层建筑火灾,通常具有火灾隐患多、火势蔓延速度快、人员逃生疏散困难、灭火难度大的特点。知己知彼,方能百战不殆,掌握了高层建筑火灾的特点,就可以在火灾扑救中对症下药。高层建筑其特殊的建筑结构形式,决定了其火灾特点与普通建筑结构有所不同。

3.火势蔓延渠道多,火势蔓延速度快,易形成立体火灾
在高层建筑内,管道井、楼梯井、排风通道、电缆井较多,当发生火灾时,这些通道会成为火势蔓延的通道,烟气也会由此向上蔓延,进而形成强烈的烟囱效应。火灾发生后,火势会沿着建筑外墙窗口向上卷曲、升腾,火势严重时有更会以跳跃的方式向上一层蔓延,很难控制。通常来讲,火势竖向蔓延的速度要比横向蔓延的速度快,越高的建筑,火势蔓延扩散的速度也就越快。此外,在建筑外部风力的作用下,也会引起邻近建筑起火。
3.1 电气设备及可燃材料较多,极易发生火灾现代的高层建筑基本上多为智能型建筑,本身标准及电气自动化程度较高,电气设备种类也较多,从而增大了漏电短路的几率,因此极易引发火灾。同时,大量易燃的建筑材料也与火灾事故的发生及火势蔓延有着直接关系,像矿棉及苯板等保温材料的燃点就比较低,很容易引起火灾。就目前建筑材料而言,其在保温与防火上始终存在一定的冲突,特别是保温性能好的材料,其燃点均相对较低,可燃性增大。
3.2 疏散难度较大在高层建筑内普遍存在孔洞多、楼梯无扶手、物品乱堆乱放堵塞出口、安全出口指示标识损坏、电梯井口无护栏等情况,这些都会对人员疏散产生不利影响。同时,由于高层建筑楼层较多,一旦发生火灾后,较高楼层的被困人员往往很难迅速离开,加之火灾发生时人们受惊慌、恐惧等情绪的影响,在拥挤的环境中很容易发生踩踏。
3.3 火灾扑救难度大造成高层建筑火灾扑救难度大的原因主要有以下两点:其一,消防设施不完善。目前国内消防云梯最大高度为100m左右,由于价格昂贵,也不是每个城市都有,并且云梯在实际使用时,受场地等情况的限制较大,往往难以展开,就算展开作业也只能升至最大高度的80%左右,加上高压水枪仅能喷射10m左右的高度,如果高层建筑顶层发生火灾,室外扑救则极难完成;其二,供水原因。火灾发生时,灭火用水量较大,一旦供水系统发生故障,会造成无法供水灭火,进而贻误战机。

4.火灾下高层建筑人员疏散策略
高层建筑火灾发生后,有效疏散人员是减少人员伤亡的重要途径,如何最大程度地疏散被困人员是消防救援的第一要务。除去使用特殊的疏散工具,当前可供人员疏散的方式主要有两种:一是全部疏散到建筑物外的安全地带;二是先行疏散到避难空间躲避火灾的侵害。但从以往案例中,特别是“9.11”事故得到的教训,实际中疏散到避难空间不一定就代表安全,高层建筑发生火灾后最安全的区域始终是室外。此外,从心理学角度考虑,将被困人员集中在一栋着火的建筑物内,对被困人员的心理承受能力是一个很大的考验,极易发生混乱,造成不可挽回的惨剧。因此,将被困人员疏散到着火建筑外始终是最安全的选择。
4.1 楼梯疏散模式楼梯是建筑物中作为楼层间垂直交通使用的构件,用于楼层之间和高差较大时的交通联系。目前,通过楼梯疏散是世界范围内唯一被认可的紧急疏散方式。在我国,《建筑防火设计规范》和《火灾自动报警系统设计规范》均规定,当建筑物发生火灾时,被困人员只能通过楼梯进行疏散。楼梯中不同的建筑结构会影响疏散的效率,按照楼梯的建筑结构,将楼梯疏散分为三个区域:阶梯区域、转弯区域以及汇入区域。
在阶梯区域内,一般来说疏散的通道上不会有明显的障碍物,楼梯的疏散的高度和宽度也不会发生改变,疏散通道的通过情况可以得到持续保证,疏散速度保持在匀速状态。此区域最需注意的是秩序,受困人员应一步一个台阶,顺序通过此区域。一旦发生跌倒或受伤的情况,就会成为疏散的一个拥挤点,降低整体的疏散效率。
在转弯区域内,疏散人群通过时会发生方向上的改变,但由于离心力的作用及疏散人群的紧急避险心理,疏散人群并不会完全按照建筑结构行进,只要保持疏散顺序,疏散速度不会发生太大改变。
在汇入区域内,会出现一股新的疏散人群通过楼梯入口汇入原有的疏散人群,两股疏散人群的密度和速度都不尽相同,此时疏散人群会出现严重的拥挤现象,甚至会出现阻塞现象,严重影响人群的疏散效率。在此区域,应设置疏散人员,人工控制汇入人群的密度和速度,保证疏散的效率。
4.2  电梯疏散模式在高层建筑中,电梯是快速联通上下楼层的最方便、最快捷的工具,其在垂直方向上具有绝对的速度优势。虽然在相关技术法规中禁止电梯在避难逃生中使用,但同样的许多火灾案例证明,在安全保障的前提下,有许多人是通过电梯争取了宝贵的时间成功逃生的。例如1974年巴西圣保罗市的一座高层大楼发生了严重的火灾事故,造成了大量的人员伤亡和财产损失,值得注意的是,共有300人通过大楼的4部电梯成功疏散,占生还者7成;同样的还有1996年发生在日本的一场高层公寓火灾事故,一半以上人员是通过电梯疏散的。1992年Klotede提出的电梯紧急疏散系统(EEES)使得电梯疏散向实际运用更进一步,其在高层建筑发生火灾后人员疏散上具备疏散时间快、广泛适用性以及便于维护疏散秩序等三个明显的疏散优势。
虽然电梯具备明显的疏散优势,但是其疏散效率与电梯的运行模式息息相关。电梯疏散模型主要有ELVAC模型、BTS模型,但传统的电梯运行模式不仅无法发挥电梯运行的速度优势,而且会暴露出此模式下在用于疏散时的弊端,电梯在楼层之间的运行所耗费时间很短,但在此模式下楼层停靠次数较多,在电梯门开启关闭、电梯运行启动及制动过程中耗时较长,因此,要想使电梯疏散发挥应有的作用,就必须选择最优的电梯疏散策略,据此设置电梯疏散模式下的电梯运行模式。
根据不同火灾发展的特点,电梯疏散时间点主要为火灾初期阶段,在火势还发展到一定规模前组织被困人员利用电梯疏散。电梯分区疏散模型是指将高层建筑在垂直方向划分为若干个电梯疏散分区,当需要疏散时,疏散人群按照自己所属的电梯疏散分区乘坐电梯疏散,最大限度发挥紧急情况下电梯的疏散作用。根据提前划分的电梯疏散分区,视实际情况为每个电梯疏散分区分配一部或多部疏散电梯,应预留机动疏散电梯,用作被困人员较多或受威胁最大楼层疏散,应保证生活或工作在建筑内的人明确自己所处的电梯疏散分区,并在醒目位置做好指示标识。在紧急情况下,每个电梯疏散分区的电梯只为该疏散分区服务,不执行跨疏散分区的疏散服务,在每个电梯疏散分区的楼层中选择1至2个作为电梯疏散停靠层,疏散电梯优先停靠在电梯疏散停靠层,在确保本电梯疏散分区内人员疏散完毕后,电梯疏散分区内的电梯才可向其他电梯疏散分区提供疏散服务。高层建筑的地面层作为电梯疏散的安全区,高层建筑应培训电梯疏散人员,消防救援人员应熟悉高层建筑的电梯疏散分区的设置和运行模式,到场后应第一时间占据电梯控制室,根据火灾发展情况指导电梯疏散,确保电梯疏散工作能够有序进行。
紧急情况下执行电梯疏散的电梯应确保电梯的安全,应提高电梯及电梯井的安全性能,利用大功率风机为电梯井和电梯间前室正压送风,增强电梯的供电保障,为火灾等紧急情况下电梯疏散的运行提供安全保障。
4.3  混合疏散模式在火灾等紧急情况下,消防救援不应放弃任何一种疏散被困人员的方式,疏散的方式并不会拘泥于一种方式,往往是多种疏散方式联用,以达到最大限度疏散被困人员的目的。当前疏散的方式主要分为主动疏散和被动疏散两种形式,主动疏散主要有楼梯疏散和电梯分区疏散,被动疏散主要有利用绳索沿外墙疏散、登高平台车疏散、顶楼直升机疏散及架设消防梯疏散等方式。在疏散时,救援人员应结合火灾发展蔓延情况以及消防救援实力等实际开展人员疏散,火灾初期主要运用主动疏散的形式,被困人员在疏散人员的指导下,有秩序地利用疏散电梯和疏散楼梯进行疏散;主动疏散不能疏散的被困人员由消防救援人员运用被动疏散的方式进行疏散。疏散行动运用多种疏散形式同步进行,需要在统一部署下,有计划地进行,需要制定疏散规则,因此,需要制定符合高层建筑火灾下疏散实际情况,多种疏散形式统筹规划的混合疏散模式。
火灾初期,主要采取主动疏散的方式,应该利用分区疏散的模式进行疏散,结合电梯分区疏散模式和楼梯疏散模式展开疏散行动。疏散分区分为电梯疏散分区和楼梯疏散分区,高层建筑靠近地面楼层应划分为楼梯疏散分区,该分区内的被困人员使用楼梯作为唯一的疏散途径,老弱病残等行动不便的人员由疏散人员和消防救援人员协助疏散。
当高层建筑火灾救援现场不具备电梯疏散和楼梯疏散的条件时,应由消防救援人员采用被动疏散的方式开展人员疏散行动。在有直升机降落条件的高层建筑发生火灾后,靠楼顶的楼层可提前疏散至高层建筑的楼顶天台等待救援直升飞机救援;在较低的楼层,被困人员可提前疏散至较为安全楼层的靠窗户位置等待消防救援人员利用单杠梯、六米拉梯、十五米金属拉梯等消防梯开展人员疏散,并做好相关的保护措施;在登高车、云梯车等车辆能够够得着的楼层,应选择一个较为安全的楼层作为救援平台,消防救援人员将该区域内的被困人员疏散至该楼层,利用登高车平台、云梯车云梯将被困人员疏散至地面,消防救援人员应携带绳索等救援工具,选择牢固的位置建立锚点,利用绳索将被困人员救助至地面。
疏散被困人员时,视火灾发展蔓延情况要辅以相应的措施保证疏散行动的安全。利用楼梯和电梯疏散要在电梯间前室、楼梯间内进行正压送风,并确保电梯的供电安全;采取被动疏散措施疏散被困人员时,要堵截火势向疏散方向蔓延,疏散通道遇到烟气侵袭时应组织人员进行机械排烟,并利用喷雾水枪对疏散通道进行保护,确保疏散行动的安全进行。

结论

高层建筑发展速度迅猛,火灾事故呈多发趋势,高层建筑有其自身的火灾特点,火灾下最大限度挽救人员生命,人员疏散方式的选择很重要,利用最佳的疏散策略最大限度地将被困人员疏散至安全区域是火灾初期自救行动和消防救援人员救援行动的重中之重。本文针对高层建筑的建筑特征及其火灾特点,结合分区疏散的理念,提出了高层建筑火灾下的人员混合疏散策略,最大限度地利用了疏散工具、疏散空间、疏散方式,引导人员选择正确的逃生方式,最大限度地保护人民的生命安全。
 


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